KR101541730B1 - Plastic injection molded parts having electric circuit and manufacturing process thereof - Google Patents

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Abstract

3D MID(Molded Interconnect Device) 기술을 이용하여 곡면 또는 경사면을 구비한 플라스틱 사출품에 전기회로를 형성하고, 전자 부품을 실장하는 전기회로를 구비한 플라스틱 사출품 및 그의 제조방법에 관한 것으로, (a) 상기 플라스틱 사출품에 적용될 전자회로를 설계하는 단계, (b) 상기 단계 (a)에서 설계된 전자회로에 대응하여 상기 사출품에 회로를 형성하는 단계, (c) 상기 단계 (b)에서 형성된 회로에 페이스트를 도포하는 단계, (d) 상기 회로에 전자소자를 접착하는 단계, (e) 상기 전자소자에 대응하여 스위치 버튼을 조립하는 단계를 포함하는 구성을 마련하여, 각종 스위치 및 센서 등의 자동차 부품에 복잡한 배선 체계를 단순한 공정으로 제작할 수 있다.The present invention relates to a plastic article having an electric circuit for forming an electric circuit on a plastic article having a curved surface or an inclined surface by using a 3D MID (Molded Interconnect Device) technology and having an electric circuit for mounting an electronic part, and a method of manufacturing the same. ) Designing an electronic circuit to be applied to the plastic article, (b) forming a circuit in the article corresponding to the electronic circuit designed in the step (a), (c) (D) attaching an electronic element to the circuit; and (e) assembling a switch button in correspondence with the electronic element, thereby forming a switch Complex wiring schemes on components can be fabricated with simple processes.

Description

전기회로를 구비한 플라스틱 사출품 및 그의 제조방법{Plastic injection molded parts having electric circuit and manufacturing process thereof} BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plastic injection molded article having an electric circuit,

본 발명은 전기회로를 구비한 플라스틱 사출품 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 특히 3D MID(Molded Interconnect Device) 기술을 이용하여 곡면 또는 경사면을 구비한 플라스틱 사출품에 전기회로를 형성하고, 전자 부품을 실장하는 전기회로를 구비한 플라스틱 사출품 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plastic article having an electric circuit and a method of manufacturing the same, and more particularly, to an electric circuit formed on a plastic article having a curved surface or an inclined surface by using a 3D MID (Molded Interconnect Device) To a plastic article having an electric circuit to be mounted and a method of manufacturing the same.

마스크 등의 사용 없이 플라스틱으로 이루어진 제품을 선택적으로 금속화하기 위하여, 요구되는 선택도는 화학적 또는 물리적 공정에 기초한다. 그러나, 문제는 강한 흡착 성질 때문에, 에칭 공정 동안 금속 침전이 전혀 발생하지 않는 범위에서 플라스틱을 선택하거나 변형하는 것(에칭, 조사 또는 다른 표면처리에 의해)은 가능하지 않다. 두 플라스틱에 침전된 금속 층 사이의 부착에서 중요한 차이에 도달하는 것이 실제로 가능하나, 기계적 방법(예를 들면, 초음파)으로 금속층을 제거하는 것은 어렵고 원했던 100% 선택도를 제공하지 못할 것이다. In order to selectively metallize a product made of plastic without the use of a mask or the like, the required selectivity is based on a chemical or physical process. However, the problem is that due to the strong adsorption nature, it is not possible to select or modify plastics (by etching, irradiation or other surface treatment) to the extent that no metal precipitation occurs during the etching process. It is practically possible to reach a significant difference in the adhesion between the deposited metal layers in both plastics, but removing the metal layer by mechanical means (e.g., ultrasonics) would be difficult and would not provide the desired 100% selectivity.

플라스틱의 금속화가 수십 년간 실시되어 왔지만, 화합물 플라스틱 제품의 선택적 금속화는 MID, MEMS, 2K 사출 성형 같은 기술의 출현 및 소형화 및 경량화의 추구에 의하여 시작된 최근 기술이다.Although metallization of plastics has been practiced for decades, selective metallization of compound plastics is a recent technology initiated by the emergence of technologies such as MID, MEMS, 2K injection molding, and the pursuit of miniaturization and weight reduction.

또한 부가적인 금속화 외에, 전 제품이 금속화되고 그 후에 그것의 일부가 화학적, 물리적(플라즈마) 또는 광학적(레이저) 에칭에 의해 제거되는 서브트렉티브(subtractive) 패턴 방법이 존재한다.There is also a subtractive patterning method in which, in addition to additional metallization, the entire product is metallized and then a portion thereof is removed by chemical, physical (plasma) or optical (laser) etching.

2K 사출 성형 공정에서 비-예비 촉매화된 중합체와 함께 이러한 예비 촉매화된 중합체를 이용하면, 선택적으로 금속화 할 수 있는 제품을 만드는 것이 가능하다. 이런 예비 촉매화된 시스템의 가장 중요한 난점은 높은 가격 및 촉매 물질의 양은 중합체의 특성 및 가공에 반대로 영향을 주기 위하여 매우 많아야 한다는 사실이다. Using such pre-catalyzed polymers in combination with non-pre-catalyzed polymers in a 2K injection molding process, it is possible to produce selectively metallizable products. The most important difficulty of this pre-catalysed system is the fact that the high cost and the amount of catalyst material must be very large to adversely affect the properties and processing of the polymer.

최근, 독일 회사 LPKF는 무전해 금속화 공정에서 촉매적으로 활성화되기 위하여, UV 레이저 노출로 방출될 수 있는 금속 유기물 및 금속 산화물 첨가제로 예비 촉매화된 플라스틱을 개발하였다. 이와 같이, UV 레이저의 도움으로, 패턴은 나중에 금속화될 수 있는 플라스틱 캐리어(carrier) 상에 기록될 수 있다. 이 공정을 레이저 직접 가공(Laser Direct Structuring, LDS)이라 한다. 이러한 레이저 직접 가공(LDS)은 먼저 플라스틱 사출 작업으로 기판을 형성시킨다. 상기 기판의 재료는 금속 첨가물을 혼합시킨 플라스틱 재료이고, 그중의 금속 첨가물은 레이저로 직접 성형한다. 기판의 표면에 안테나를 형성시킬 예정된 곳에서 레이저 직접 성형을 진행한다. 레이저 직접 성형한 구역의 표면에서 금속층을 더 도금하여 전자회로로 사용한다.In recent years, the German company LPKF has developed pre-catalysed plastics with metal organic and metal oxide additives that can be released by UV laser exposure in order to be catalytically active in the electroless metallization process. Thus, with the aid of a UV laser, the pattern can be recorded on a plastic carrier, which can later be metallized. This process is called Laser Direct Structuring (LDS). Such laser direct machining (LDS) first forms a substrate by a plastic injection operation. The material of the substrate is a plastic material mixed with a metal additive, and the metal additive is directly molded by a laser. The laser is directly formed on the surface of the substrate where the antenna is to be formed. The metal layer is further plated on the surface of the laser directly molded area to be used as an electronic circuit.

그러나 이와 같은 기술의 가장 중요한 단점은 유기 금속 첨가제가 엔지니어링 플라스틱의 사출 성형에 이용된 온도를 견딜 수 없다는 것과 촉매 물질의 양은 중합체의 특성 및 가공에 반대로 영향을 미치기 위해 매우 높아야 한다는 사실이다.However, the most important disadvantage of such techniques is the fact that the organometallic additive can not withstand the temperatures used in the injection molding of engineering plastics and that the amount of catalyst material must be very high to adversely affect the properties and processing of the polymer.

선택적 금속화는 마스크의 이용으로 가능하다. 3D 적용 마스킹 기술은 너무 복잡하고, 패턴의 적용은 우선 완성품을 금속화하고, 그 다음 금속 층을 마스크를 통하여 에칭하여 원하는 패턴을 만드는 서브트렉티브 방법으로 실시된다. 금속화 되는데 적합한 특수한 금속화 잉크가 스크린 프린팅 또는 컨택 프린팅 공정에서 이용될 수 있다. 그러나, 마스크는 포토 레지스트에서 광학적으로 제조될 수 있다. 부가적으로, 소위 활성 마스크를 이용하여 진행하는 최근 발전이 있다. 갈바닉 기술외에, PVD 같은 진공 기술은 금속화에 이용될 수 있으며, 습식-화학적 금속화에 관하여, 큰 단점으로서 이런 기술은 더 복잡한 3D 물체에 부적합하게 만드는 쉐도우 효과에 의해 영향을 받는다.The selective metallization is possible by the use of a mask. The 3D application masking technique is too complex and the application of the pattern is done in a subtractive process which first metallizes the finished product and then etches the metal layer through the mask to produce the desired pattern. Specialized metallizing inks suitable for metallization can be used in screen printing or contact printing processes. However, the mask can be optically produced in the photoresist. In addition, there is a recent development that proceeds using so-called active masks. In addition to galvanic techniques, vacuum technology such as PVD can be used for metallization and, as a major disadvantage with wet-chemical metallization, this technique is influenced by the shadow effect making it unsuitable for more complex 3D objects.

이러한 문제를 해결하기 위한 기술의 일 예가 하기 문헌 1 및 2 등에 개시되어 있다.One example of the technique for solving such a problem is described in Documents 1 and 2 below.

예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 성분(12)과 제2 성분(13)을 포함하는 제품(11)을 금속화하는 방법으로서, 제품은 제1 환경(14)에 노출되고, 여기서 제1 성분의 표면은 친수성이 되고, 제2 성분의 표면은 소수성이 되며, 상기 제품은 그 다음 물 또는 수용액(15a)과 접촉한 후, 필름 형성제 용액(17a)과 그 다음 제 2 환경(17b)에 노출되며, 친수성 표면의 위치에서 필름 밑에 물을 유지시키는 동안, 유기용매는 증발시키고 필름(18)이 전 제품을 덮으면서 형성되며, 상기 제품은 헹궈져서(17c), 필름이 제 1 성분의 친수성 표면의 위치에서 제거된다. 그 후, 상기 제품은 핵 형성이 되고, 그 위에 핵 층(20)이 형성되며, 그 다음 필름은 그 위에 있는 핵 층을 포함하지만, 제1 성분의 친수성 표면에 핵 층을 남겨두고 제거된다(19b). 마지막으로, 제품의 표면을 금속화 환경(21)에 노출시켜, 제1 성분의 표면 위에만 금속화된 층(22)을 마련한 제품을 부분적으로 금속화하는 방법에 대해 개시되어 있다.For example, the following patent document 1 discloses a method for metallizing a product 11 comprising a first component 12 and a second component 13, as shown in Fig. 1, 14, where the surface of the first component becomes hydrophilic, the surface of the second component becomes hydrophobic and the product is then contacted with water or aqueous solution 15a, The organic solvent is evaporated and the film 18 is formed covering the entire product while being exposed to the second environment 17b and then holding the water under the film at the location of the hydrophilic surface, 17c), the film is removed at the location of the hydrophilic surface of the first component. The product is then nucleated and a nucleation layer 20 is formed thereon, and then the film is removed, leaving the nucleation layer on the hydrophilic surface of the first component, including the nucleation layer thereon 19b). Finally, a method is disclosed for partially metallizing a product in which the surface of the product is exposed to the metallization environment 21, with the metallized layer 22 only on the surface of the first component.

또 하기 특허문헌 2에는 일종의 스프레이 코팅 및 레이저조각을 사용하여 회로를 구비한 케이스를 제조하는 방법에 있어서, 기자재를 택하고, 상기 기자재는 레이저 활성화를 거친 후 화학 도금을 진행하며, 상기 기자재에 한 층의 용사코팅층을 도포하되, 상기 용사코팅층의 두께를 후에 형성시킬 회로 금속층의 두께와 같게 하고, 레이저조각을 사용하여 회로도에 대응되는 용사코팅층을 제거하고, 하부의 사출 성형(molding)기자재를 노출시켜 레이저 조각 구역을 형성시키며, 상기 레이저 조각 구역에서 레이저를 사용하여 기자재를 활성화시키며, 화학 도금의 방식으로 상기 레이저 조각 구역에 금속층을 형성시키되, 화학 도금으로 형성된 회로 금속층의 두께를 상기 용사코팅층의 두께와 같게 하며, 상기 회로 금속층과 그 주위의 용사코팅층의 표면에 별도의 용사코팅층을 더 도포하여, 상기 기자재의 회로 금속층을 가리는 역할을 하며, 동시에 정연한 외관도 형성시키는 스프레이 코팅 및 레이저조각을 사용하여 회로를 구비한 케이스를 제조하는 방법에 대해 개시되어 있다.
Patent Document 2 discloses a method of manufacturing a case having a circuit by using a kind of spray coating and laser engraving, wherein a material is selected, and the material is chemically plated after laser activation, Coating a layer of a thermal spray coating layer on the surface of the thermal spray coating layer so that the thickness of the thermal spray coating layer is the same as the thickness of the circuit metal layer to be formed later and removing the thermal spray coating layer corresponding to the circuit diagram using a laser engraving, Forming a metal layer in the laser engraving area by chemical plating, wherein the thickness of the circuit metal layer formed by chemical plating is greater than the thickness of the spray coating layer And the surface of the sprayed coating layer around the circuit metal layer Further applying a separate thermal spray coating, the role of the metal layer covering the circuitry and equipment, at the same time has been described for the method for manufacturing the case with a circuit using a spray coating and laser engraved to form also square appearance.

대한민국 등록특허공보 제10-1311591호(2013.09.16 등록)Korean Registered Patent No. 10-1311591 (Registered on Sep. 19, 2013) 대한민국 등록특허공보 제10-1243029호(2013.03.07 등록)Korean Registered Patent No. 10-1243029 (registered on March 3, 2013)

그러나, 상술한 바와 같은 종래의 기술에서는 사출 성형 후 기판 조립 및 케이블 연결에 많은 노동력 요구하고, 비용이 증가하며, 품질을 보증하기 곤란하다는 일반적인 공정의 문제를 해결하였지만, 판재 프레스 가공으로 단자를 절단 및 절곡 후, 단자 부분을 코어로 삽입하므로, 공정수가 많고 코어사출의 특성상 불량률이 높고, 많은 수작업 요구되어 제조단가가 증가한다는 문제가 있었다.However, in the conventional technology as described above, the problem of the general process of requiring a lot of labor for assembling the substrate and cable connection after injection molding, increasing the cost, and assuring quality is solved, but the terminal is cut And since the terminal portion is inserted into the core after bending, there is a problem that the number of steps is large and the defective rate is high due to the nature of core injection, and that a lot of manual work is required and the manufacturing cost is increased.

또 상기와 같은 종래의 기술에서 무전해 도금 가능한 플라스틱 1차 사출 후, 도금이 되지 않는 플라스틱으로 2차 사출하여, 최종적으로 1차 재료를 선택적으로 노출시켜 도금하는 Two-shot 몰딩 방법은 초기 투자 비용이 크며, 복잡한 형상에서의 불량률 높다는 문제가 있었다.The two-shot molding method, in which the primary electroless plated plastic injection is followed by the secondary injection with the non-plated plastic, and the final primary material is selectively exposed and plated, There is a problem that the defective rate is high in a complicated shape.

또한 동박과 같은 금속 박판을 가열한 금형으로 전사시켜 회로를 구성하는 가열 스탬핑(hot stamping) 방법은 복잡한 형상에서 회로를 제작하기가 곤란하다는 문제가 있었다. In addition, the hot stamping method of transferring a metal thin plate such as a copper foil to a heated mold to constitute a circuit has a problem that it is difficult to manufacture a circuit in a complicated shape.

한편 레이저 직접 가공(LDS)은 사출 기계부품의 내부에 복잡한 전자회로를 레이저를 이용하여 선택적으로 가공한 다음, 도금 처리를 실행하고, 특수한 열가소성 플라스틱을 이용하기 때문에 레이저가 지나간 부분만 도금이 되게 할 수 있지만, 도금 공정이 별도로 필요하다는 문제가 있었다. On the other hand, laser direct machining (LDS) is the process of selectively processing complicated electronic circuits inside the injection machine parts using a laser, then plating, and using special thermoplastic plastics, However, there is a problem that a plating process is separately required.

즉, 상술한 바와 같은 종래의 기술들은 플라스틱이나 금속의 사출품 상부에 도금 처리를 한다. 도금 처리 방법도 레이저나 금속 박판을 삽입하는 기술을 사용하여 공정이 복잡하다는 문제가 있었다.
That is, the conventional techniques as described above apply a plating treatment to the upper part of a product made of plastic or metal. There has been a problem in that the process is complicated by using a technique of inserting a laser or a thin metal plate.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 사출품 하부에 전도성 회로와 전자 소자를 포함시켜 제품을 제작하여 공정과 부품 수 감소 및 제품의 크기를 줄일 수 있는 전기회로를 구비한 플라스틱 사출품 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an electronic circuit which includes a conductive circuit and an electronic device underneath a product to manufacture a product, And to provide a plastic article and a method for producing the same.

본 발명의 다른 목적은 플라스틱 사출품에 직접 전기회로를 형성하고 도전성 재료로 도포하여 정밀한 전기 회로 제작을 용이하게 실현할 수 있는 전기회로를 구비한 플라스틱 사출품 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a plastic article having an electric circuit capable of easily forming an electric circuit by forming an electric circuit directly on a plastic article and coating it with a conductive material, and a method of manufacturing the same.

본 발명의 또 다른 목적은 정확한 위치에 전자 소자를 확고하게 부착할 수 있는 전기회로를 구비한 플라스틱 사출품 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.
It is still another object of the present invention to provide a plastic article having an electric circuit capable of firmly attaching an electronic element to an accurate position and a method of manufacturing the same.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 전기회로를 구비한 플라스틱 사출품의 제조방법은 전기회로를 구비한 플라스틱 사출품의 제조방법으로서, (a) 상기 플라스틱 사출품에 적용될 전자회로를 설계하는 단계, (b) 상기 단계 (a)에서 설계된 전자회로에 대응하여 상기 사출품에 회로를 형성하는 단계, (c) 상기 단계 (b)에서 형성된 회로에 전도성 재료를 도포하는 단계, (d) 상기 회로에 전자소자를 접착하는 단계, (e) 상기 전자소자에 대응하여 스위치 버튼을 조립하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a method of manufacturing a plastic article having an electric circuit according to the present invention includes the steps of: (a) designing an electronic circuit to be applied to the plastic article; (b) forming a circuit in the article corresponding to the electronic circuit designed in step (a); (c) applying a conductive material to the circuit formed in step (b); (d) (E) assembling the switch button in correspondence with the electronic device.

또 본 발명에 따른 제조방법에 있어서, 상기 전도성 재료는 전도성 페이스트 또는 전도성 잉크인 것을 특징으로 한다.In the manufacturing method according to the present invention, the conductive material is a conductive paste or a conductive ink.

또 본 발명에 따른 제조방법에 있어서, 상기 단계 (c) 및 단계 (d)는 3축 스테이지를 구비한 정량 토출 장치에 의해 실행되는 것을 특징으로 한다.Further, in the manufacturing method according to the present invention, the steps (c) and (d) are performed by a constant-dose ejecting apparatus provided with a three-axis stage.

또 본 발명에 따른 제조방법에 있어서, 상기 단계 (d)는 광경화성 수지 또는 접착제에 의해 실행되는 것을 특징으로 한다.Further, in the production method according to the present invention, the step (d) is characterized in that the step (d) is carried out with a photo-curing resin or an adhesive.

또 본 발명에 따른 제조방법에 있어서, 상기 단계 (e)는 사출품에 마련된 스위치 장착홀에 삽입되고, 회전시키는 것에 의해 실행되는 것을 특징으로 한다.Further, in the manufacturing method according to the present invention, the step (e) is carried out by being inserted into a switch mounting hole provided in the article and rotated.

또 본 발명에 따른 제조방법에 있어서, 상기 단계 (b)에서 형성된 회로는 홈 또는 평면으로 이루어진 것을 특징으로 한다.Further, in the manufacturing method according to the present invention, the circuit formed in the step (b) may be a groove or a plane.

또한 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 플라스틱 사출품은 상술한 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the plastic injection molded product according to the present invention is manufactured by the above-described manufacturing method.

또 본 발명에 따른 플라스틱 사출품에 있어서, 상기 사출품은 자동차 부품, 전자 기기 부품, 전기 기기 부품, 의료 기기 부품 중의 어느 하나인 것을 특징으로 한다.In the plastic article according to the present invention, the injection product is any one of an automobile part, an electronic device part, an electric device part, and a medical device part.

또 본 발명에 따른 플라스틱 사출품에 있어서, 상기 사출품은 플라스틱으로 이루어진 것을 특징으로 한다.In the plastic article according to the present invention, the injection article is made of plastic.

또 본 발명에 따른 플라스틱 사출품에 있어서, 상기 사출품은 평면, 곡면 또는 경사진 면으로 형성된 것을 특징으로 한다.
In the plastic article according to the present invention, the injection article is formed as a flat, curved or inclined surface.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전기회로를 구비한 플라스틱 사출품 및 그의 제조방법에 의하면, PCB(인쇄회로기판)을 사용하는 자동차 부품, 전자 기기 부품, 전기 기기 부품, 의료 기기 부품에 PCB가 필요 없거나 복잡한 배선 체계를 단순한 공정으로 제작할 수 있다는 효과가 얻어진다.As described above, according to the plastic article having the electric circuit according to the present invention and the method of manufacturing the same, it is possible to provide a printed circuit board (PCB) for an automobile part, an electronic device part, an electric device part, An effect that an unnecessary or complicated wiring system can be produced by a simple process can be obtained.

또, 본 발명에 따른 전기회로를 구비한 플라스틱 사출품 및 그의 제조방법에 의하면, 자동화 장비를 이용한 제품의 신뢰성을 확보하고, 기존 공정에 대비해서 전체 공정 수를 감소시키며, 단순한 공정으로 인한 가격 경쟁력을 향상시킬 수 있다는 효과도 얻어진다.
Further, according to the plastic article having the electric circuit according to the present invention and the manufacturing method thereof, it is possible to secure the reliability of the product using the automatic equipment, reduce the total number of processes in preparation for the existing process, Can be improved.

도 1은 제품을 부분적으로 금속화하는 종래의 기술을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 전기회로를 구비한 플라스틱 사출품의 제조방법을 설명하는 공정도,
도 3은 본 발명에 따른 3D 설계의 일 예를 나타내는 도면,
도 4는 본 발명에 따라 3D 회로가 마련된 사출품의 일 예를 나타내는 도면,
도 5는 본 발명에 적용되는 3축 스테이지의 디스펜싱 밸브 및 노즐을 나타내는 도면,
도 6은 본 발명에 따른 전기회로가 사출품에 형성된 예를 나타내는 도면,
도 7은 본 발명에 따라 전자 소자가 사출품에 부착된 상태를 나타내는 도면,
도 8은 본 발명에 따른 스위치 버튼을 조립하기 위한 사출품의 일 예를 나타내는 도면,
도 9는 본 발명에 따른 스위치 버튼의 조립 과정을 나타내는 도면,BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a diagram illustrating a prior art technique for partially metallizing a product,
2 is a process diagram illustrating a method of manufacturing a plastic article having an electric circuit according to the present invention,
3 is a diagram illustrating an example of a 3D design according to the present invention,
4 is a view showing an example of a product having a 3D circuit according to the present invention,
5 is a view showing a dispensing valve and a nozzle of a three-axis stage according to the present invention,
Fig. 6 is a view showing an example in which an electric circuit according to the present invention is formed on a printing article, Fig.
7 is a view showing a state in which an electronic element is attached to a printing article according to the present invention,
8 is a view showing an example of a product for assembling the switch button according to the present invention,
9 is a view showing a process of assembling the switch button according to the present invention,

본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.
These and other objects and novel features of the present invention will become more apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

이하, 본 발명의 구성을 도면에 따라서 설명한다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described with reference to the drawings.

또한 이하의 설명에서는 자동차의 크루즈컨트롤스위치(cruise control switch)의 제작을 일 예로서 설명한다.In the following description, the manufacture of a cruise control switch of an automobile is described as an example.

도 2는 본 발명에 따른 전기회로를 구비한 플라스틱 사출품의 제조방법을 설명하는 공정도이다.2 is a process diagram illustrating a method of manufacturing a plastic article having an electric circuit according to the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전기회로를 구비한 플라스틱 사출품의 제조방법은 먼저, 플라스틱 사출품에 적용될 전자회로를 설계한다(S10).As shown in FIG. 2, in the method of manufacturing a plastic article having an electric circuit according to the present invention, an electronic circuit to be applied to a plastic article is designed (S10).

상기 단계 S10에서 설계된 전자회로에 대응하여 상기 사출품에 회로를 형성한다(S20).A circuit is formed on the article corresponding to the electronic circuit designed in the step S10 (S20).

다음에, 상기 단계 S20에서 형성된 회로에 전도성 재료로서 전도성 페이스트 또는 전도성 잉크를 도포한다(S30).Next, a conductive paste or conductive ink is applied as a conductive material to the circuit formed in step S20 (S30).

그 후 상기 회로에 전자소자를 접착한다(S40).Thereafter, an electronic device is attached to the circuit (S40).

마지막으로 상기 전자소자에 대응하여 스위치 버튼을 조립한다(S50).Finally, a switch button is assembled corresponding to the electronic device (S50).

상술한 바와 같은 전기회로를 구비한 플라스틱 사출품의 제조방법에 대해 도 3 내지 도 9에 따라 구체적으로 설명한다.A method of manufacturing a plastic article having the above-described electric circuit will be described in detail with reference to Figs. 3 to 9. Fig.

도 3은 본 발명에 따른 3D 설계의 일 예를 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명에 따라 3D 회로가 마련된 사출품의 일 예를 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명에 적용되는 3축 스테이지의 디스펜싱 밸브 및 노즐을 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 전기회로가 사출품에 형성된 예를 나타내는 도면이고, 도 7은 본 발명에 따라 전자 소자가 사출품에 부착된 상태를 나타내는 도면이다. FIG. 3 is a view showing an example of a 3D design according to the present invention, FIG. 4 is a view showing an example of a product having a 3D circuit according to the present invention, and FIG. Fig. 6 is a view showing an example in which an electric circuit according to the present invention is formed on a blanket, and Fig. 7 is a view showing a state in which an electronic element is attached to a blanket according to the present invention .

상기 단계 S10에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 컴퓨터에 의한 3D 회로 설계를 실행한다. 이와 같은 설계는 3D CAD와 회로 설계 프로그램을 이용하여 설계한다. 3D CAD 프로그램으로는 먼저 사출품(100)을 설계하고, 회로 설계 프로그램을 이용하여 회로 경로(10, Gerber Data)를 설계한다. In step S10, as shown in FIG. 3, a 3D circuit design by a computer is executed. These designs are designed using 3D CAD and circuit design programs. In the 3D CAD program, designing the print product (100) and designing the circuit path (10, Gerber Data) using the circuit design program.

이 후 상기 단계 S20 및 도 4에 도시된 바와 같이, 회로 경로(10)는 3D CAD에서 사출품(100) 설계한 것에 포함시켜 회로 경로가 포함된 사출품을 설계한다. 상기 단계 S20에서 형성된 회로는 홈(20)으로 이루어진 것으로 나타내었지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 홈(20)이 형성되지 않은 평면에도 본 발명을 실현할 수 있다.Then, as shown in step S20 and Fig. 4, the circuit path 10 is included in the design of the product 100 in 3D CAD, thereby designing the product including circuit paths. Although the circuit formed in step S20 is shown as being made of the grooves 20, the present invention is not limited thereto and the present invention can be realized on a plane where the grooves 20 are not formed.

또한 상기 실시 예에서는 사출품에 홈(20)을 형성하는 구조에 대해 설명하였지만, 사출품 자체를 3D 프린터로 성형할 수도 있다. 이와 같이 3D 프린터로 사출품을 형성하는 경우, 미리 설계된 3D 설계 데이터에 따라 사출품의 형성과 동시에 사출품에 홈(20)을 형성하는 구조를 마련할 수도 있다.Further, in the above embodiment, the structure for forming the grooves 20 in the print product has been described, but the print product itself may be formed by the 3D printer. In the case of forming an article to be produced by the 3D printer in this way, a structure may be provided in which the grooves 20 are formed in the article at the same time as the article is formed according to the 3D design data previously designed.

다음에 상기 단계 S30에서는 정량 토출 장치, 예를 들어 도 5에 도시된 바와 같은 디스펜서(dispenser) 또는 디스펜싱(dispensing) 밸브 및 노즐 또는 니들에 의해 전도성 재료로서 전도성 페이스트 또는 전도성 잉크를 도포한다. 이와 같은 전도성 페이스트 또는 전도성 잉크의 도포는 플라스틱 사출품에 전도성 회로 경로를 그릴 수 있는 시스템으로 디스펜서 또는 디스펜싱 밸브가 3축, 4축 또는 5축 스테이지에 부착된다. 노즐 또는 니들은 회로 경로의 선 폭에 따라 내경에 맞는 것을 디스펜서 또는 디스펜싱 밸브에 장착하면 충분하다.Next, in step S30, a conductive paste or conductive ink is applied as a conductive material by a dispensing device, for example, a dispenser or a dispensing valve as shown in FIG. 5 and a nozzle or needle. The application of such a conductive paste or conductive ink is a system capable of drawing a conductive circuit path to a plastic article, and a dispenser or a dispensing valve is attached to the three-axis, four-axis or five-axis stage. It is sufficient to mount the nozzle or the needle on the dispenser or the dispensing valve according to the inner diameter according to the line width of the circuit path.

또한 상기 전도성 페이스트로서는 은(Ag) 페이스트를 예로서 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니고 도전성을 구비한 것이면 충분하고, 예를 들어 구리(Cu) 페이스트를 도포하여도 좋다. 상술한 과정을 통해 사출품(100)에는 도 6에 도시된 바와 같이 곡면을 갖는 사출품(100)의 자체 내에 전기 회로(30)가 형성된다.As the conductive paste, a silver (Ag) paste is described as an example. However, the conductive paste is not limited thereto, and any conductive paste may be used. For example, a copper (Cu) paste may be applied. The electric circuit 30 is formed in the article 100 having the curved surface itself as shown in FIG. 6 through the above-described process.

다음에 상기 단계 S40에서는 도 7에 도시된 바와 같이, 광경화성 수지 또는 접착제에 의해 전자 소자(40)를 부착한다.Next, in step S40, the electronic device 40 is attached by a photo-curable resin or an adhesive, as shown in Fig.

광경화성 수지(UV 레진) 또는 접착제는 일반적으로 비전도성 물질이고, UV에 반응을 하게 되면 고체화되면서 플라스틱 사출품과 전자 소자는 일체화가 된다. 이러한 광경화성 수지 또는 접착제의 특징을 이용하여 전자 소자(40)의 접착을 실행한다. 상기 광경화성 수지 또는 접착제 역시, 도 5에 도시된 바와 같은 디스펜서 또는 디스펜싱 밸브를 사용하여 원하는 위치에 토출이 가능하다. 도 7에서 화살표는 광경화성 수지 또는 접착제가 전자 소자(40)에 도포된 위치를 나타낸다. 따라서 사출품(100) 표면에 부착되어 있는 전자 소자(40)의 부품들의 접착 및 고정을 용이하게 실현할 수 있다.Photocurable resins (UV resins) or adhesives are generally non-conductive materials, and when reacted to UV, they become solidified and the plastic article and the electronic device become integrated. Adhesion of the electronic device 40 is performed using the features of the photo-curing resin or adhesive. The photo-curable resin or adhesive can also be discharged at a desired position using a dispenser or a dispensing valve as shown in Fig. 7, the arrow indicates the position where the photo-curing resin or adhesive is applied to the electronic element 40. In Fig. Therefore, the components of the electronic device 40 attached to the surface of the article 100 can be easily adhered and fixed.

상술한 바와 같이 전자 소자(40)가 부착된 사출품(100)인 자동차의 인스트루먼트 패널의 외부에 조작을 위한 스위치 버튼(60)을 장착하는 방법에 대해 도 8 및 도 9에 따라 설명한다. A method of mounting the switch button 60 for operation on the outside of the instrument panel of the automobile, which is the article 100 to which the electronic device 40 is attached as described above, will be described with reference to Figs. 8 and 9. Fig.

도 8은 본 발명에 따른 스위치 버튼을 조립하기 위한 사출품의 일 예를 나타내는 도면이며, 도 9는 본 발명에 따른 스위치 버튼의 조립 과정을 나타내는 도면이다.FIG. 8 is a view showing an example of a product for assembling the switch button according to the present invention, and FIG. 9 is a view showing a process of assembling the switch button according to the present invention.

상기 단계 S50에서는 도 8에 도시된 바와 같이, 사출품(100)에 마련된 스위치 장착 홀(50)에 스위치 버튼(60)을 삽입하고, 도 9에 도시된 바와 같이, 삽입된 스위치 버튼(60)을 회전, 예를 들어 45도 회전시켜 고정하는 것에 의해 장착된다.8, the switch button 60 is inserted into the switch mounting hole 50 provided in the article 100, and the inserted switch button 60 is inserted into the switch mounting hole 50, For example, by rotating it by 45 degrees.

즉, 도 9에 도시된 바와 같이, 스위치에 기판이나 회로 경로와 연결할 수 있는 다리는 뒷면과 뚫려있는 구멍을 통해 사출품(100)의 후면과 연결된다. 도 9의 왼쪽과 같이, 스위치 버튼(60)이 홀(50)에 조립이 되면 + 형태의 누름핀 및 고정 역할을 하는 부품이 스위치 조립을 위한 홀(50) 가운에 턱에 고정이 된다. 다음에 + 누름핀은 도 9에 도시된 바와 같이, 대각선 형태로 삽입한 후, 회전시켜 고정하게 되면 도 9의 오른쪽과 같이 조립된다. 이 후 이 스위치 버튼(60)의 케이스를 조립한다. That is, as shown in FIG. 9, the legs, which can be connected to the substrate or the circuit path of the switch, are connected to the rear surface of the article 100 through holes formed in the back surface. 9, when the switch button 60 is assembled in the hole 50, the pressing pin of + type and the fixing part are fixed to the jaw in the hole 50 for assembly of the switch. 9, the + pushing pin is inserted in a diagonal shape and then fixed by being rotated, so that it is assembled as shown in the right side of FIG. Then, the case of the switch button 60 is assembled.

상술한 바와 같은 사출품(100)은 도 6에 도시된 바와 같이, 곡면 또는 경사진 면으로 형성된 것으로서, 본 발명에서는 도 5에 도시된 바와 같은 3차원 스테이지를 구비한 디스펜서 또는 디스펜싱 밸브를 사용하는 것에 의해 용이하게 실현할 수 있다.As shown in FIG. 6, the above-described article 100 is formed as a curved surface or an inclined surface. In the present invention, a dispenser or a dispensing valve having a three-dimensional stage as shown in FIG. 5 is used And can be easily realized.

또 상술한 사출품(100)은 예를 들어 자동차의 인스트루먼트 패널, 조향 소잡이, 도어 잠금장치, 스위치 중의 어느 하나에 적용 가능하다.In addition, the above-described article of manufacture 100 is applicable to any one of an instrument panel of an automobile, a steering lock, a door lock, and a switch, for example.

또한 상기 사출품(100)은 ABS(Acrylonitrile, Butadiene, Styrene) 수지 또는 PC(Polycarbonate) 수지로 이루어진 사출품에 적용 가능하다.
In addition, the article 100 is applicable to articles made of ABS (Acrylonitrile, Butadiene, Styrene) resin or PC (Polycarbonate) resin.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.Although the present invention has been described in detail with reference to the above embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.

즉 상기 실시 예에서의 설명은 자동차의 부품(크루즈컨트롤 스위치)을 기준으로 기술하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 전자 기기 부품, 전기 기기 부품, 의료 기기 부품 등에도 적용가능하다.In other words, although the description of the embodiment has been made on the basis of a part of an automobile (cruise control switch), the present invention is not limited to this, and the present invention is also applicable to electronic parts, electrical parts, and medical instrument parts.

또한, 상기 실시 예에서는 곡면 또는 기울어진 면을 구비한 사출품에 대해 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 평면으로 이루어진 사출품에 대해서도 적용 가능하다. In addition, in the above-described embodiment, a description has been given of an article having a curved surface or an inclined surface. However, the present invention is not limited to this.

본 발명에 따른 전기회로를 구비한 플라스틱 사출품 및 그의 제조방법을 사용하는 것에 의해 복잡한 배선이 프린트된 3차원 몰딩 부품을 단순한 공정으로 제작할 수 있다.
By using the plastic article having the electric circuit according to the present invention and the manufacturing method thereof, a three-dimensional molding part printed with complicated wiring can be manufactured by a simple process.

10 : 회로 경로
20 : 홈
30 : 도포된 회로
40 : 전자 소자
50 : 스위치 장착 홀
60 : 스위치 버튼
100 : 사출품10: Circuit path
20: Home
30: Applied circuit
40: electronic device
50: Switch mounting hole
60: Switch button
100: Products

Claims (10)

전기회로를 구비한 플라스틱 사출품의 제조방법으로서,
(a) 상기 플라스틱 사출품에 적용될 전자회로를 설계하는 단계;
(b) 상기 단계 (a)에서 설계된 전자회로에 대응하여 상기 사출품에 회로를 형성하는 단계;
(c) 상기 단계 (b)에서 형성된 회로에 전도성 재료를 도포하는 단계;
(d) 상기 회로에 전자소자를 접착하는 단계;
(e) 상기 전자소자에 대응하여 스위치 버튼을 조립하는 단계;를 포함하고,
상기 (a) 단계에서 3D CAD 프로그램과 회로 설계 프로그램을 이용하여 사출품과 회로 경로를 설계하고,
상기 (c) 단계에서 3축 스테이지를 구비한 정량 토출 장치를 통해 전도성 재료인 전도성 페이스트 또는 전도성 잉크를 도포하고,
상기 (d) 단계에서 3축 스테이지를 구비한 정량 토출 장치를 통해 비전도성 재료인 광경화성 수지 또는 접착제를 도포하는 것을 특징으로 하는 전기회로를 구비한 플라스틱 사출품의 제조방법.A manufacturing method of a plastic article having an electric circuit,
(a) designing an electronic circuit to be applied to the plastic article;
(b) forming a circuit in the article corresponding to the electronic circuit designed in step (a);
(c) applying a conductive material to the circuit formed in step (b);
(d) bonding the electronic device to the circuit;
(e) assembling a switch button corresponding to the electronic device,
In the step (a), a 3D CAD program and a circuit design program are used to design an output product and a circuit path,
In the step (c), a conductive paste or conductive ink, which is a conductive material, is applied through a quantitative ejecting apparatus having a three-axis stage,
Wherein the step (d) comprises applying a photocurable resin or an adhesive, which is a nonconductive material, through a quantitative ejecting apparatus provided with a three-axis stage. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 단계 (e)는 사출품에 마련된 스위치 장착홀에 삽입되고, 회전시키는 것에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 전기회로를 구비한 플라스틱 사출품의 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the step (e) is carried out by inserting and rotating the switch mounting hole provided in the article of manufacture. 제1항에 있어서,
상기 단계 (b)에서 형성된 회로는 홈 또는 평면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기회로를 구비한 플라스틱 사출품의 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the circuit formed in step (b) comprises a groove or a flat surface. 제1항, 제5항, 제6항 중의 어느 하나의 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 전기회로를 구비한 플라스틱 사출품.A plastic article having an electric circuit, which is produced by the manufacturing method according to any one of claims 1, 5 and 6. 삭제delete 삭제delete 제7항에 있어서,
상기 사출품은 평면, 곡면 또는 경사진 면으로 형성된 것을 특징으로 하는 전기회로를 구비한 플라스틱 사출품.
8. The method of claim 7,
Wherein the injection product is formed as a flat, curved or inclined surface.
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